Drones del tamaño de una mosca, presentados como prototipo por investigadores

Hablar sobre drones del tamaño de un insecto puede sonar alarmante en primera instancia, pero al menos, en principio, fueron diseños para un buen fin.

Hay ocasiones en las que un aparato volador no tripulado, a causa de su tamaño, no puede alcanzar su objetivo. Un minúsculo dron puede escabullirse con mayor facilidad y evitar colisiones.

Un equipo de investigación conjunto, entre profesionales del MIT, Harvard y la Universidad de la Ciudad de Hong Kong, presentó recientemente un modelo de dron de estas características.

Emulando el vuelo de los mosquitos, que pueden llegar a ser sumamente acrobáticos y resistentes durante el vuelo, los drones de ínfimo tamaño que debilitan este equipo pueden repetir largas distancias y superar obstáculos, incluyendo ráfagas de viento. Estas características son difíciles de incorporar en los robots voladores, pero el profesor asistente del MIT y miembro de este equipo de investigación, Kevin Yufeng Chen, ha creado un sistema que se aproxima a la agilidad de los insectos.

Drones minúsculos, grandes posibilidades

Chen, quien también es miembro del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática y del Laboratorio de Investigación Electrónica de su casa de estudios, logró lanzar drones del tamaño de un insecto, algo que por el momento no tenía precedentes, dadas las dificultades técnicas que involucran su materialización.

Al contar con una nueva clase de propulsor, desarrollada para este invento en particular, los drones pueden resistir de mejor forma al viento, a pesar de su masa y volumen reducidos.

Con este antecedente presentado y probado, Chen espera que los robots algún día puedan colaborar con tareas agrícolas, polinizando cultivos; o tareas industriales, realização inspecciones de maquinaria en espacios reducidos.

El propósito detrás del desarrollo de este nuevo tipo de nave no tripulada es la ampliación de las posibilidades de uso de esta tecnología, expandiéndola a nuevas áreas de aplicación. Por lo general, los drones requieren espacios amplios y abiertos, al no ser lo suficientemente ágiles para desplazarse en espacios reducidos ni lo suficiente robustos para aguantar colisiones.

Según Chen, "el desafío de construir pequeños robots aéreos es inmenso". Los drones del tamaño de una mosca requieren una construcción totalmente diferente a la de los más grandes.

Los drones que más conocémos vuelan gracias a la presencia de un motor. En este caso, dado el tamaño del dron, un motor que se ajuste a estas medidas sería totalmente contraproducente, a juzgar por el potencial que llegaría a alcanzar.

Se encontró que la solución a esta debilidad era emplear en lugar de un motor, una hélice construida con materiales cerámicos piezoeléctricos. Particularmente, están hechos de goma delgada recubierta de nanotubos de carbono. Al aplicar voltaje a los nanotubos de carbono, estos generan una fuerza electrostática que comprime y alarga el cilindro de goma que, por consecuencia, hace que las del dron se evadan rápidamente.

Con la tecnología desarrollada por Chen y su equipo, estos pequeños drones pueden volar casi 500 veces por segundo, lo que le da al dron una resistencia similar a los insectos.

Como bondades adicionales, estos drones pueden resistir golpes y recuperar sus trayectorias, así como también pueden realizar maniobras acrobáticas en el aire.

La masa de esta invención se reduce a 0,6 gramos, similar al tamaño de uno grande. El prototipo presentado tiene un aspecto sumamente rústico, pero a futuro presentado una versión con forma de líbélula, según declaraciones será del inquirador principal.

Para llegar a este invento, el equipo de Chen llevó a cabo un ejercicio de ingeniería inversa sobre el vuelo de los insectos para comprender la física detrás de su desplazamiento.

Entre las posibles aplicaciones de esta tecnología, se encuentra la inspección de maquinaria compleja bajo circunstancias que podrían ser extremadamente inseguras para personas en contacto directo. También, podrían utilizarse en tareas de polinización artificial de cultivos o rescate en misiones de búsqueda.

El trabajo de Chen se llevó a cabo en colaboración con el estudiante de doctorado del MIT Zhijian Ren, el estudiante de doctorado de la Universidad de Harvard Siyi Xu y el roboticista de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong Pakpong Chirarattananon.

Puedes encontrar más detalles sobre este interesante desarrollo en el portal del MIT o en un papel publicado en la revista IEEE Transactions on Robotics, que contiene el informe de esta investigación.